Франц Йозеф Гиссебль

Franz Josef Giessibl
Last updated: 10 March 2025
Franz Josef Giessibl

\n Франц Йозеф Гиссебл (родился 27 мая 1962 года в Амеранге) — немецкий физик и профессор университета Регенсбурга.

Жизнь

Гиесибл изучал физику с 1982 по 1987 год на Техническом Университете Мюнхена, а также в Eidgenössische Technischen Hochschule Zürich. В 1988 году он получил диплом экспериментальной физики под руководством профессора Герд Абстрайтера и продолжал работу над докторской диссертацией по физике с Гербертом Биннигом в IBM Physics Group Munich, занимаясь атомной силовой микроскопией. После защиты своей работы в конце 1991 года он провел полгода как постдокторский исследователь в той же группе и затем переехал на работу к Park Scientific Instruments.

Научные достижения

Гиссебл внес значительный вклад в развитие атомно-силовой микроскопии, достигнув субатомного разрешения (F.J. Giessibl et al., Science 2000). Его работы включают экспериментальные исследования и теоретические основы для этого метода.Гиссебл является изобретателем сенсора qPlus — датчика для нон-контактной атомно-силовой микроскопии на основе кварцевого кантилевера. Его открытие позволило достичь субатомного пространственного разрешения при наблюдении отдельных атомов и молекул с подмолекулярным уровнем детализации.Сегодня qPlus используется в более чем 500 коммерческих и самодельных микроскопах по всему миру. 1992: Построен первый низкотемпературный силовой микроскоп для ультравысокого вакуума совместно с Гербертом Биннигом (PhD консультант) и Кристофером Гербером, что позволило получить атомное разрешение на KBr. Это вещество обладает низкой реактивностью, но для достижения результата пришлось преодолеть сложности с контактными скачками.1992: Предложена механическая модель для получения атомного разрешения в нон-контактной AFM (Phys Rev B 1992).1994: Решение проблемы наблюдений реактивных образцов и получено первое атомное разрешение на кремнии с использованием частотно-модулированой АСМ.1996: Изобретен qPlus-сенсор, который самосигнализирует (пьезоэффект) и обеспечивает высокую стабильность в работе при малых амплитудах колебаний. 1997: Представлена формула для связи частотных сдвигов и сил на больших амплитудах.2000: Достигнута атомная пространственная разрешимость, использование qPlus-сенсора (Appl Phys Lett 2000).2001: Разработан алгоритм дешифровки силы из частотных сдвигов для нон-контактной AFM.2003: Расширение диссертации опубликовано в Reviews of Modern Physics, а также получено разрешающее изображения по боковой силе (F.J. Giessibl et al., PNAS 2003).2004: Достигнут субангстремный уровень на наблюдении за неровностями кончика сенсора при помощи qPlus в условиях низкой температуры.\n J. Giessibl, A. Heinrich (наука 2008) и заряды одиночных электронов на отдельные золотые атомы (Science 2009).2012: Введение метода идентификации переднего углеродного моноксида-атома (COFI), для характеризации сканирующих зондовых наконечников с атомной и субатомарой точностью (J. Welker, F.J. Giessibl, Science 2012).2013: Наблюдение доказательств взаимодействия суперобмена и низкого уровня шума в данных обменных процессах между CoSm наконечниками и антиферромагнитным NiO (F. Pielmeier, F.J. Giessibl, Phys. Rev. Lett. 2013). 2013: Достижение атомарного разрешения при условиях окружающей среды без специальной подготовки образца (D. Wastl, A.J. Weymouth, F.J. Giessibl, Phys. Rev. B 2013).2014: Измерение взаимодействий CO-CO методом латерального силового микроскопа (A.J. Weymouth, T. Hofmann, F.J. Giessibl, Science 2014). 2015: Атомарное разрешение для кластеров металлов и субатомная точность отдельных атомов металла (M. Emmrich et al., Science 2015).2016: Одновременная спектроскопия туннелирования с неупругими процессами в сочетании с AFM (N. Okabayashi et al., Phys. Rev. B 2016), AFM на основе сверхпроводящих наконечников (A. Peronio, F.J. Giessibl, Phys. Rev. B 2016) и многочастотный AFM при помощи бимодальных сенсоров qPlus (H. Ooe et al., Appl Phys Lett 2016).2018: Одновременная спектроскопия туннелирования в сочетании с AFM показывает эффект ослабления связей (N. Okabayashi et al., PNAS 2018). 2018: Совместное исследование группы Джона Садера по вопросам дешифровки силовых данных, хорошо и плохо поставленных задач (J. Sader, B. Hughes, F. Huber, F.J. Giessibl, Nature Nanotechnology 2018).2019: Обзорная статья о сенсоре qPlus и его применениях (Review of Scientific Instruments 2019).2021: Измерение очень слабых связей в искусственных атомах на основе квантовых кораллов (Science 2021)].

Выбранные публикации

Giessibl, F.J.; Binnig, G. (1992). 'Investigation of the (001) cleavage plane of potassium bromide with an atomic force microscope at 4.2 K in ultra-high vacuum' (PDF).Giessibl, F.J. (1995). 'Atomic Resolution of the Silicon (111)-(7x7) Surface by Atomic Force Microscopy'.Giessibl, F.J. (1997). 'Forces and frequency shifts in atomic-resolution dynamic-force microscopy'.1103/RevModPhys.75.949. S2CID 18924292.Hembacher, S. (16 июля 2004). 'Force Microscopy with Light-Atom Probes' (PDF).Science. 305(5682):380–383.Bibcode:2004Sci...305..380Hdoi:10.1126/science.1099730PMID 15192156S2CID 6591847.Ternes, M.; Lutz, C.P.; Hirjibehedin, C.F.; Giessibl, F.J.; Heinrich, A.J.(22 февраля 2008). 'The Force Needed to Move an Atom on a Surface' (PDF).Science. 319(5866):1066–1069.Bibcode:2008Sci...319.1066Tdoi:10.1126/science.1150288PMID 18292336S2CID 451375.Gross, L.; Mohn, F.; Liljeroth, P.; Repp, J.; Giessibl, F.J.;Meyer, G.(11 июня 2009). 'Measuring the Charge State of an Adatom with Noncontact Atomic Force Microscopy'.Science. 324(5933):1428–1431.Bibcode:2009Sci...324.1428Gdoi:10.1126/science.1172273PMID 19520956S2CID 1767952.Weymouth, A.J.; Wutscher, T.; Welker, J.; Hofmann, T.;Giessibl, F.J.(June 2011). 'Phantom Force Induced by Tunneling Current: A Characterization on Si(111)'.Physical Review Letters. 106(22):226801arXiv:1103.2226Bibcode:2011PhRvL.106v6801Wdoi:10.1103/PhysRevLett.106.226801PMID 21702622S2CID 16174307.Welker, J.; Giessibl, F.J.(26 апреля 2012). 'Revealing the Angular Symmetry of Chemical Bonds by Atomic Force Microscopy'.Science. 336(6080):444–449.Bibcode:2012Sci...336..444Wdoi:10.1126/science.1219850PMID 22539715S2CID 206540429.Giessibl, F.J.(20 июня 2013). 'Seeing the Reaction' (PDF).Science. 340(6139):1417–1418.Bibcode:2013Sci...340.1417Gdoi:10.1126/science.1239961PMID 23788791S2CID 36441856.Weymouth, A.J.; Hofmann, T.;Giessibl, F.J.(6 февраля 2014). 'Quantifying Molecular Stiffness and Interaction with Lateral Force Microscopy' (PDF).Science. 343(6175):1120–1122.Bibcode:2014Sci...343.1120Wdoi:10.1126/science.1249502PMID 24505131S2CID 43915098.Emmrich, M.; et al.(19 марта 2015). 'Subatomic resolution force microscopy reveals internal structure and adsorption sites of small iron clusters' (PDF).Science. 348(6232):303–307.Bibcode:2015Sci...348..308Edoi:10.1126/science.aaa5329hdl:10339/95969PMID 25791086S2CID 29910509.Giessibl, F.J.; et al.(30 января 2019). 'The qPlus sensor, a powerful core for the atomic force microscope' (PDF).Review of Scientific Instruments. 90(1):011101–1159.Bibcode:2019RScI...90a1101Gdoi:10.1063/5.5052264hdl:10339/95969PMID 25791086S2CID 29910509.Huber, F.; et al.(12 сентября 2019). 'Chemical bond formation showing a transition from physisorption to chemisorption'.Science. 365(6462):235–238.Bibcode:2019Sci...366..235Hdoi:10.1126/science.aay3444PMID 31515246S2CID 202569091.Stilp, F.; et al.(11 июня 2021). 'Very weak bonds to artificial atoms formed by quantum corrals'.Science. 372(6547):1196–1200.Bibcode:2021Sci...372.1196Sdoi:10.1126/science.abe2600PMID 34010141S2CID 202569091.'Noncontact Atomic Force Microscopy'. NanoScience and Technology. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. 2009.doi:10.1007/978-3-642-01495-6; ISBN 978-3-642-01494-9; ISSN 1434-4904.'Noncontact Atomic Force Microscopy'. NanoScience and Technology. Cham: Springer International Publishing. 2015.doi:10.1007/978-3-319-15588-3, hdl:11693/50865; ISBN 978-3-319-15587-6; ISSN 1434-4904.Gießibl, Franz J., "Erster Blick in das Innere eines Atoms - Begegnungen mit Gerhard Richter zwischen Kunst und Wissenschaft" (2022). На немецком языке. Verlag der Buchhandlung Walther und Franz König.ISBN 978-3-7533-0174-7.Gießibl, Franz J., "First View Inside an Atom: Encounters with Gerhard Richter Between Art and Science" (2022). На английском языке. Walther Konig Verlag.ISBN 978-3-7533-0188-4

Награды и почести

1994 год: R&D 100 Award с Брайаном Трафасом2000 год: Deutscher Nanowissenschaftspreis (Немецкая премия в области нанонаук)2001 год: Rudolf-Kaiser-Preis2009 год: Karl Heinz Beckurts-Preis2014 год: Joseph F. Keithley Award for Advances in Measurement Science от Американского физического общества2015 год: Rudolf-Jaeckel Prize of the German Vacuum Society (Премия Рудольфа Якеля Немецкого вакуумного сообщества)2016 год: Feynman Prize в области нанотехнологий Фонда Foresight Institute2023 год: Innovation in Materials Characterization Award от Международной ассоциации материаловедения (Materials Research Society, США) 2024 год: Fellow of the American Physical Society (член Американского физического общества)2025 год: Heinrich Rohrer Medal - Grand Medal by Surface Science Society of Japan и IBM Research2026 год: National Institute for Materials Science Award от Национального института материаловедения Японии 2027 год: International Fellow, Japan Vacuum and Surface Science Society (JVSS)

Специальные лекции

2010 год: Ehrenfest Kolloquium Leiden в Лейденском университете(Нидерланды)2013 год: Zernike Kolloquium Groningen в Университет Гронингена (Нидерланды)